Istodobno kad atmosfera apsorbira dugovalno zračenje na tlu, zrači energijom prema van na blistav način. Način ozračivanja' zračenja energije prema van naziva se atmosfersko zračenje. Budući da je sama temperatura atmosfere niska, a valna duljina zračene zračene energije duža, naziva se i atmosferskim dugovalnim zračenjem. Smjer zračenja atmosfere je i prema gore i prema dolje. Donji dio atmosferskog zračenja upravo je suprotan smjeru sunčevog zračenja, pa se naziva atmosferskim reverznim zračenjem. Atmosfersko reverzno zračenje važan je izvor topline na tlu.
Zbog postojanja atmosferskog reverznog zračenja, stvarni gubici topline na tlu manji su od onih koji se oslobađaju sunčevim zračenjem na tlu. Ovaj izolacijski učinak atmosfere naziva se atmosferski efekt staklenika. Ovaj efekt očuvanja topline u atmosferi povisuje površinsku temperaturu za približno 18 ° C. Budući da mjesec nema atmosferu poput zemlje, temperatura na njegovoj površini drastično se mijenja danju i noću. Površinska temperatura tijekom dana može doseći 127 ° C, a noću može pasti i do -183 ° C.
